第四章工藝規(guī)程(機(jī)制工藝)

第4章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)§4-1概述§4-2工藝路線的擬訂§4-3加工余量，工序尺寸及公差的確定§4-4工藝尺寸鏈§4-5工藝方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)比§4-1概述4.1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程及其在生產(chǎn)中的作用1.機(jī)械加工工藝規(guī)程2.機(jī)械加工工藝規(guī)程的文件形式

由于生產(chǎn)類型的不同，工藝文件的形式多種多樣，有繁有簡。主要有：工藝過程卡、工序卡、調(diào)整卡、檢驗(yàn)工序卡等。

以工序?yàn)閱挝?，簡要說明零件工藝過程。包括各工序號(hào)、工序內(nèi)容、工藝過程所經(jīng)過的車間、每工序所使用的機(jī)床及工藝裝備、工時(shí)定額等。表1機(jī)械加工工藝過程卡

機(jī)械加工工藝工藝過程卡片材料牌號(hào)毛坯種類產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱45#零件圖號(hào)零件名稱工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容10203040銑平面銑平面銑上平面銑下平面車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)（min）準(zhǔn)終單件機(jī)一5X62W平口虎鉗3010設(shè)計(jì)審核標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)簽毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛造11C6132普通車床壓板01-09-05（廠名）機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品名稱及型號(hào)零件名稱零件圖號(hào)工序名稱工序號(hào)第頁

C6132壓板銑上平面10共頁（繪工藝簡圖處）車間工段材料名稱材料牌號(hào)力學(xué)性能同時(shí)加工件數(shù)每料件數(shù)技術(shù)等級(jí)單件時(shí)間（min）準(zhǔn)備—終結(jié)時(shí)間（min）設(shè)備名稱設(shè)備編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)工作液工步號(hào)工步內(nèi)容計(jì)算數(shù)據(jù)（mm）走刀次數(shù)切削用量工時(shí)定額(min)刀具、量具及輔助工具直徑或長度進(jìn)給長度單邊余量背吃刀量進(jìn)給量切削速度基本時(shí)間輔助時(shí)間工作地服務(wù)時(shí)間名稱規(guī)格編號(hào)數(shù)量編制抄寫校對審核批準(zhǔn)表2機(jī)械加工工序卡BH2A以工序?yàn)閱挝?，簡要說明零件工藝過程。包括各工序號(hào)、工序內(nèi)容、工藝過程所經(jīng)過的車間、每工序所使用的機(jī)床及工藝裝備、工時(shí)定額等。機(jī)械加工工序卡機(jī)械加工工藝過程卡12產(chǎn)品型號(hào)3.機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用（1）是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)；（2）在設(shè)計(jì)新廠（車間）或擴(kuò)建、改建舊廠（車間）時(shí)，可作為設(shè)備、人員、車間面積和投資額等的原始資料；（3）先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流及推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的作用。4.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容（一）機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則

1．必須可靠地保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。

2．在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量，一般要求工藝成本最低。

3．充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢，多辦事。

4．盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好、文明的勞動(dòng)條件。

(二)制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟

1.

制訂工藝規(guī)程的原始資料（1）零件工作圖及必要的產(chǎn)品裝配圖（2）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及投產(chǎn)批量（3）本廠生產(chǎn)條件（4）毛坯的生產(chǎn)和供應(yīng)條件（5）國內(nèi)外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)情況（6）產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.

制訂機(jī)械加工工藝過程的步驟（1）分析研究部件裝配圖樣和審查零件圖樣。

加工表面形狀應(yīng)盡量簡單，且應(yīng)與所使用的刀具形狀相一致，以便于加工；下面為幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例

應(yīng)盡量減少加工表面的加工面積和零件重量（如上圖及下圖所示）某些結(jié)構(gòu)必須設(shè)置退刀槽a）a）車螺紋時(shí)，螺紋根部不易清根，且工人操作緊張，易打刀

b）b）留有退刀槽，可使螺紋清根，工人操作相對容易，可避免打刀

a）插齒無退刀空間，小齒輪無法加工

a）b）b）留出退刀空間，小齒輪可以插齒加工

a）兩端軸頸需磨削加工，但砂輪圓角不能清根

a）b）留有退刀槽，磨削時(shí)可以清根b）a）錐面磨削加工時(shí)易碰傷圓柱面，且不能清根

a）b）留出砂輪越程空間，可方便地對錐面進(jìn)行磨削加工

b）a）b）c）a）孔距箱壁太近：①需加長鉆頭才能加工②鉆頭在圓角處容易引偏

b）加長箱耳，不需加長鉆頭即可加工c）結(jié)構(gòu)上允許，將箱耳設(shè)計(jì)在某一端，不需加長箱耳

a）a）斜面鉆孔，鉆頭易引偏

b）b）結(jié)構(gòu)允許，留出平臺(tái)，可避免鉆頭偏斜

a）孔壁出口處有臺(tái)階面，鉆孔時(shí)鉆頭易引偏，易折斷

a）b）b）結(jié)構(gòu)允許，內(nèi)壁出口處作成平面，鉆孔位置容易保證

a）a）加工面高度不同，需兩次調(diào)整加工，影響加工效率

b）b）加工面在同一高度，一次調(diào)整可完成兩個(gè)平面加工a）鍵槽方向不一致，需兩次裝夾才能完成加工

a）b）b）鍵槽方向一致，一次裝夾即可完成加工（2）熟悉毛坯的種類和制造方法。（3）擬訂工藝路線——零件在生產(chǎn)過程中由毛坯到成品所經(jīng)過的工序及先后順序。包括：●選擇定位基準(zhǔn)及定位夾緊方案。●各表面的加工方法及方案?！癜才偶庸ろ樞虻取＃?）確定各工序所采用的設(shè)備及工藝裝備。（5）確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。（6）確定各工序的切削用量和工時(shí)定額。（7）確定各主要工序的檢驗(yàn)要求和方法。（8）編制工藝文件。4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇

1.粗基準(zhǔn)的選擇原則

（1）保證相互位置要求的原則如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn).

選擇不需要加工的外圓毛面作粗基準(zhǔn)，此時(shí)雖然鏜孔時(shí)切去的余量不均勻，但可獲得與外圓具有較高的同軸度的內(nèi)孔，且壁厚均勻、外形對稱。（2）如果必須首先保證工件上某重要表面的余量均勻，就應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。

床身粗基準(zhǔn)選擇比較方案A工序1工序1方案A工序2工序2方案B:方案B:（2）保證加工表面加工余量合理分配的原則

如果必須首先保證工件上某重要表面的余量均勻，就應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。

余量均勻

（4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則

在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，不得重復(fù)使用。（3）便于工件裝夾的原則

應(yīng)該選用尺寸和位置比較可靠、平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)，使加工后各加工表面對各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合圖紙要求。2.精基準(zhǔn)的選擇

選用精基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差，提高定位精度。因此，選擇精基準(zhǔn)的原則是：

即應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。（1）基準(zhǔn)重合原則

特別是在最后精加工時(shí)，為保證精度，更應(yīng)注意這個(gè)原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。H2H3H1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

例如，加工車床主軸，采用中心孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)加工各外圓表面，不但能在一次裝夾中加工大多數(shù)表面，而且保證了各級(jí)外圓表面的同軸度要求以及端面與軸心線的垂直度要求等。中心孔中心孔（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

即應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面間的位置精度。（3）自為基準(zhǔn)原則

某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，可選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。余量均勻

例如機(jī)床床身的導(dǎo)軌面淬火后進(jìn)行磨削，為了保證導(dǎo)軌面上淬硬層的厚度及均勻性，則可用導(dǎo)軌面本身找正定位進(jìn)行磨削。浮動(dòng)鏜刀鏜孔、圓拉刀拉孔、珩磨及無心磨床磨外圓，都是采用自為基準(zhǔn)原則進(jìn)行零件表面加工的。

又：當(dāng)主軸支承軸頸與主軸錐孔有很高同軸度要求時(shí)，也常常采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來達(dá)到。（4）互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則

對于兩個(gè)有相互位置公差要求的表面，可以彼此互為定位基準(zhǔn)。

如：加工精密齒輪，當(dāng)齒面經(jīng)高頻淬火后，為消除淬火變形，提高齒面與內(nèi)孔的位置精度，所以要先以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)磨齒面，如此多次反復(fù)加工，即可保證齒面與內(nèi)孔有較高的位置精度。

基本的幾何表面：

外圓

內(nèi)孔

平面二、表面加工方法的選擇

同一種表面可以選用各種不同的加工方法而獲得，但每種加工方法所能獲得的加工質(zhì)量、加工時(shí)間和成本卻是各不相同的。

構(gòu)成機(jī)械產(chǎn)品零件的形體，其結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)多種多樣。

機(jī)械零件的加工過程就是獲得這些幾何表面的過程。1.加工經(jīng)濟(jì)精度

加工誤差加工成本（1）加工經(jīng)濟(jì)精度的概念：

在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。正常加工條件：符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備；標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人；不延長加工時(shí)間。（2）加工經(jīng)濟(jì)精度的統(tǒng)計(jì)特性及發(fā)展性

2．加工方法的選擇例：大頭外圓柱表面磨削精度：IT6~7粗糙度：0.63~1.25金剛石車精度：IT5~6粗糙度：0.04~0.63注：（1）加工表面與加工方法相適應(yīng)（2）工件材料（3）企業(yè)現(xiàn)有條件（4）生產(chǎn)類型必須保證要求！（5）加工方法的組合外圓表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)(IT)表面粗糙度Ra(μm)適用范圍粗車半精車精車滾壓（或拋光）11～1320～808～95～106～71.25～2.56～70.04～0.32粗車→半精車→磨削粗磨→精磨超精磨

6～70.63～1.255～70.16～0.6350.02～0.16粗車→半精車→精車→金剛石車5～60.04～0.63粗車→半精車→粗磨→精磨→鏡面磨精車→精磨→研磨粗研→拋光

適用于除淬火鋼以外的金屬材料

除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工

主要用于有色金屬

主要用于高精度要求的鋼件加工5級(jí)以上5級(jí)以上5級(jí)以上0.01～0.040.01～0.040.01～0.16內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度浮動(dòng)鏜精鏜（或鉸）粗鏜（或擴(kuò)）粗鉸→精鉸鉆擴(kuò)

鉸粗鉸→精鉸鉸精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可達(dá)6級(jí)以上，Ra可降低到0.16～0.010.04～0.326～70.04～0.326～70.04～0.326～70.32～1.257～8粗鏜（或擴(kuò)）→半精鏜→磨削粗磨→精磨大批大量生產(chǎn)（精度可因拉刀而定）1.25～2.57～82.5～5半精鏜（或精擴(kuò)）加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)(IT)表面粗糙度Ra(μm)適用范圍11～13≧2010～1110～2071.25～2.58～92.5～5鉆→（擴(kuò)）粗鉸→精鉸→珩磨拉→珩磨粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨0.63～1.257～9鉆→（擴(kuò)）→拉0.08～0.63

加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬主要用于有色金屬0.16～0.322.5～58～97～81.25～2.511～1310～208～96～70.63～1.25粗鏜→半精鏜→精鏜→金剛鏜主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬6～7主要用于精度要求高的有色金屬6～7●根據(jù)加工表面加工精度和表面粗糙度的要求確定最終的加工方法。

（1）所選擇的終加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度必須能可靠地保證加工要求。（2）終加工前的工件，其尺寸精度及表面粗糙度一般應(yīng)有一定的要求，因此，應(yīng)由預(yù)加工保證。（3）某表面的預(yù)加工、終加工方法應(yīng)合理的組合，形成加工方案。選擇加工方案應(yīng)進(jìn)行多方案的比較。加工方案設(shè)計(jì)時(shí)，其加工方法應(yīng)從后往前推?！档米⒁獾氖?，表中的數(shù)據(jù)都是生產(chǎn)實(shí)際中的統(tǒng)計(jì)資料，這是在一般情況下可能達(dá)到的精度和表面粗糙度，在具體條件下是會(huì)有差別的。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、工藝水平的提高，同一種加工方法所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也會(huì)提高。

例如：在普通外圓磨床上精磨外圓，可達(dá)到：精度：IT6級(jí)表面粗糙度：Ra≥0.32μm提高磨床精度以及改進(jìn)磨削工藝后，可達(dá)到：精度：IT5級(jí)以上表面粗糙度：0.16～0.02μm三、加工階段劃分（1）粗加工階段

主要任務(wù)是去除各表面的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡量接近成品，因此，此階段的主要問題是如何獲得高的生產(chǎn)率。（2）半精加工階段

其任務(wù)是達(dá)到一般的技術(shù)要求，使一些次要表面達(dá)到圖樣要求，并為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。（3）精加工階段

保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。（4）光整加工階段

加工質(zhì)量要求很高時(shí)，安排光整加工。

劃分加工階段的主要原因是：a.保證零件加工質(zhì)量。b.有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理。c.有利于合理利用機(jī)床設(shè)備。d.有利于保護(hù)精加工過的表面少受損傷或不受損傷。

上述階段的劃分并不是絕對的！當(dāng)零件的加工質(zhì)量不高、工件剛性足夠、毛坯質(zhì)量較高、加工余量較小時(shí)，可以不劃分加工階段。1．機(jī)械加工工序順序安排

（1）先粗后精（2）先主后次（3）先面后孔（4）基準(zhǔn)先行加工一開始，總是先把精基面加工出來。如果精基面不止一個(gè)，則應(yīng)該按照基面轉(zhuǎn)換的順序和逐步提高加工精度的原則來安排基面和主要表面的加工。而對于一般的零件，平面所占的輪廓尺寸比較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此，在擬訂工藝過程時(shí)總是選用平面作為定位基面，因而先加工平面后加工孔。四、工序順序的安排

2．熱處理工序及表面處理工序順序的安排（1）為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序，例如退火、正火、調(diào)質(zhì)等，應(yīng)在切削加工之前進(jìn)行。（2）為消除工件內(nèi)應(yīng)力安排的熱處理工序，例如人工時(shí)效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進(jìn)行。（3）為改善工件材料機(jī)械性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進(jìn)行。（4）為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等，一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行。五、工序的集中與分散加工方法確定以后，就要按零件的生產(chǎn)類型和工廠（車間）具體條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工藝過程的工序數(shù)有兩種迥然不同的原則：1.工序集中原則：就是使每個(gè)工序所包含的加工內(nèi)容盡量多些，即把許多加工內(nèi)容組成一個(gè)集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。2.工序分散原則：就是使每個(gè)工序所包含的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散，就是每個(gè)工序只包含一個(gè)簡單工步。

工序的集中與分散各有特點(diǎn)，生產(chǎn)上都有應(yīng)用。傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對產(chǎn)品改型的適應(yīng)較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。采用數(shù)控機(jī)床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產(chǎn)適應(yīng)性反而要好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。4-3機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)在工序設(shè)計(jì)階段，工序設(shè)計(jì)為每一道加工工序選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床設(shè)備并配備工藝裝備；確定切削用量；確定加工余量；確定工序尺寸及公差等。一、機(jī)床和工藝裝備的選擇1.機(jī)床的選擇機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械切削加工（包括磨削等）的主要設(shè)備。機(jī)床設(shè)備選擇應(yīng)遵循的原則是：(1)機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與被加工零件的外廓尺寸相適應(yīng)；(2)機(jī)床的加工精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)；(3)機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；(4)機(jī)床的選擇應(yīng)充分考慮工廠現(xiàn)有設(shè)備情況。

如果需要改裝或設(shè)計(jì)專用機(jī)床，則應(yīng)提出設(shè)計(jì)任務(wù)書，闡明與加工工序內(nèi)容有關(guān)的參數(shù)、生產(chǎn)率要求，保證零件質(zhì)量的條件以及機(jī)床總體布置形式等。

2.工藝裝備的選擇工藝裝備主要指夾具、刀具、量具和輔助工具等。工藝裝備選擇首先需要滿足零件加工需求。一般地，夾具與量具選擇要注意其精度應(yīng)與工件的加工精度要求相適應(yīng)。刀具的類型、規(guī)格和精度應(yīng)符合零件的加工要求。工藝裝備的配備還應(yīng)該與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)，才能在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)率，并降低生產(chǎn)成本。單件小批量生產(chǎn)中，夾具應(yīng)盡量選用通用工具，如卡盤、虎鉗和回轉(zhuǎn)臺(tái)等，為提高生產(chǎn)率可積極推廣和使用成組夾具或組合夾具。刀具一般采用通用刀具或標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)也可采用高效復(fù)合刀具及其它專用刀具。量具應(yīng)普遍采用通用量具。大批大量生產(chǎn)中，機(jī)床夾具應(yīng)盡量選用高效的液壓或氣動(dòng)等專用夾具。刀具可采用高效復(fù)合刀具及其它專用刀具。量具應(yīng)采用各種量規(guī)和一些高效的檢驗(yàn)工具。選用的量具精度應(yīng)與工序設(shè)計(jì)工件的加工精度相適應(yīng)。如果工序設(shè)計(jì)需要采用專用的工藝裝備，則應(yīng)提出設(shè)計(jì)任務(wù)書。中批量生產(chǎn)應(yīng)綜合權(quán)衡生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本等多方面因素，可適當(dāng)選用專用工藝裝備。二、加工余量與工序尺寸及公差的確定內(nèi)容：確定加工余量、工序尺寸及公差等。

一)、加工余量和工序尺寸的確定1.加工余量的概念

在加工過程中，從某一表面上切除的金屬層厚度稱為加工余量?！窨傆嗔縵0：在由毛坯加工成成品的過程中，某加工表面上切除的金屬層的總厚度，即某一表面的毛坯公稱尺寸與零件公稱尺寸之差，稱為該表面的總余量。

●工序余量zi：每道工序切除的金屬層厚度，即相鄰工序的工序尺寸之差稱為該表面的工序余量。

加工總余量與工序余量的關(guān)系

工序余量的影響因素：上工序的尺寸誤差；b)上工序產(chǎn)生的表面粗糙度；c)上工序留下的空間誤差（軸線的直線度誤差、位置誤差等）d)本工序的裝夾誤差。

加工余量的確定有：

經(jīng)驗(yàn)法、查表法、分析計(jì)算法。

一般企業(yè)都參考有關(guān)手冊推薦的資料、按經(jīng)驗(yàn)估計(jì)確定（機(jī)械加工手冊）?？住駟芜呌嗔颗c雙邊余量軸包容尺寸被包容尺寸

雙邊余量：對于外圓和孔等旋轉(zhuǎn)表面而言，加工余量是從直徑上考慮的，即加工余量在直徑方向上是對稱分布的，實(shí)際所切除的金屬層厚度是直徑上加工余量的一半，故稱為對稱余量（即雙邊余量）。單邊余量：對于平面的加工，余量則是單邊余量，它等于實(shí)際所切除的金屬層厚度。L1L22.工序尺寸及余量公差

由于各工序尺寸都有公差，故各工序?qū)嶋H切除的余量是變化的。工序尺寸偏差一般規(guī)定“向體（入體）內(nèi)”方向。例：某工件鏜孔。上工序?yàn)殂@孔，工序尺寸為：孔軸例：某工件磨外圓。上工序?yàn)榘刖囃鈭A，工序尺寸為

所以，磨外圓的余量為：對于距離尺寸，一般取對稱偏差。例：

二)、工序尺寸及公差的確定零件圖上所標(biāo)注的尺寸公差是零件加工最終所需達(dá)到的尺寸要求。而工藝過程中許多中間工序的尺寸及公差，必須在設(shè)計(jì)過程中予以確定。1.基準(zhǔn)重合的工序尺寸計(jì)算對于簡單的工序尺寸（工藝基面不變換的情況），在決定了各工序余量和工序所能達(dá)到的精度之后，就可以計(jì)算各工序的尺寸和公差，此時(shí)計(jì)算的順序應(yīng)由最后一道工序開始往前推算。例：某車床主軸箱箱體的主軸孔的設(shè)計(jì)要求是：

試確定孔加工的加工方案及工序尺寸。解：孔的最終要求可確定孔的終加工方法。經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)(IT)11～138～97～86～7表面粗糙度Ra(μm)10～202.5～51.25～2.50.63～1.25加工方案粗鏜（或擴(kuò)）半精鏜（或精擴(kuò)）精鏜（或鉸）浮動(dòng)鏜浮動(dòng)鏜精鏜（或鉸）粗鏜（或擴(kuò)）粗鉸→精鉸鉆擴(kuò)

鉸粗鉸→精鉸鉸精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可達(dá)6級(jí)以上，Ra可降低到0.16～0.010.04～0.326～70.04～0.326～70.04～0.326～70.32～1.257～8粗鏜（或擴(kuò)）→半精鏜→磨削粗磨→精磨大批大量生產(chǎn)（精度可因拉刀而定）1.25～2.57～82.5～5半精鏜（或精擴(kuò)）加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)(IT)表面粗糙度Ra(μm)適用范圍內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度11～13≧2010～1110～2071.25～2.58～92.5～5鉆→（擴(kuò)）粗鉸→精鉸→珩磨拉→珩磨粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨0.63～1.257～9鉆→（擴(kuò)）→拉0.08～0.63

加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬除淬火鋼以外的各種鑄鐵、鋼料、有色金屬0.16～0.322.5～58～97～81.25～2.511～1310～208～96～70.63～1.25粗鏜→半精鏜→精鏜→金剛鏜主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬6～7主要用于精度要求高的有色金屬6～7工序名稱工序間雙邊余量（mm）工序達(dá)到的公差等級(jí)及公差值最小極限尺寸（mm）工序尺寸及偏差孔的加工方案為：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動(dòng)鏜精鏜孔浮動(dòng)鏜半精鏜孔粗鏜孔毛坯孔IT7T=0.040.60.2

Φ179.993IT6T=0.0253.2IT9T=0.106IT11T=0.25

Φ179.800

Φ179.200

Φ176.000

Φ168.000T=30.20.63.26+0.018-0.007+0.0400+1-20+0.1000+0.25工序尺寸及余量關(guān)系圖2.基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算工藝基面有變換，此時(shí)需用尺寸鏈原理來計(jì)算。C一）、尺寸鏈的定義及組成

加工C面，以A面定位。在高度方向，C面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為B面，設(shè)計(jì)尺寸為H0。H2為A、B面距離的設(shè)計(jì)尺寸。H1為加工C面的工序尺寸。BA

在工件加工或機(jī)器裝配過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。

1.尺寸鏈的定義三、工藝尺寸鏈壓板A3A0A2A12.尺寸鏈的組成

組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。（1）封閉環(huán):

尺寸鏈中，凡屬間接得到的尺寸（或自然形成的尺寸）稱為封閉環(huán)。（2）組成環(huán):尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其它環(huán)，稱為組成環(huán)。圖中，尺寸H1、H2就是組成環(huán)。①增環(huán)：當(dāng)其它組成環(huán)不變，而這個(gè)環(huán)增大使封閉環(huán)也增大者。尺寸不變尺寸不變②減環(huán)：當(dāng)其它組成環(huán)不變，而這個(gè)環(huán)增大使封閉環(huán)反而減小者?？杀磉_(dá)：A2A0A3A1A2A0A3A1尺寸鏈的特征●

封閉性——按一定順序排列的封閉尺寸組合?！?/p>

關(guān)聯(lián)性——組成環(huán)的尺寸變化將影響封閉的環(huán)的尺寸變化。A2A0A3A1A0封閉環(huán)A2、

A3為增環(huán)A1為減環(huán)H2H0二）、尺寸鏈的分類

按尺寸鏈在空間分布的位置關(guān)系，可分為：A1A2A3

平面尺寸鏈2.平面尺寸鏈：由位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)但相互間不都平行的尺寸組成。3.空間尺寸鏈——由位于幾個(gè)不平行平面內(nèi)的尺寸組成。

1.直線尺寸鏈：由彼此平行的直線尺寸所組成。直線尺寸鏈三）、尺寸鏈的計(jì)算公式（極解法）1.基本尺寸的計(jì)算（1）A4A5A6A3A0A1A2A4A5A6A3A0A1A22.極限尺寸的計(jì)算（２）（３）

3.偏差的計(jì)算（1）（2）（4）（5）4.封閉環(huán)公差的計(jì)算（６）（5）（4）封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和。（1）（2）（3）（4）（5）（6）1．定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算例1：加工如圖所示的零件，設(shè)A面已加工好，現(xiàn)用調(diào)整法以A面定位加工B面和C面，其工序簡圖如圖所示，試求工序尺寸H1、H2。Bo1CH3o2AH410±0.30BH2AH1AC四）、工序尺寸的計(jì)算BH2AH1AC(2)由于加工C面時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，因此工序尺寸H1需進(jìn)行換算求得。解：(1)由于加工B面時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，因此工序尺寸H2就等于設(shè)計(jì)尺寸，即：H2H0H0為該尺寸鏈的封閉環(huán)。

H0=10±0.30mmH1為該尺寸鏈的減環(huán)。H2為該尺寸鏈的增環(huán)。

求解，H1的基本尺寸：H1的下偏差：H1的上偏差：H1的工序尺寸：H2H0H1的上偏差求解方法二?10±0.30H1的上偏差求解方法二又：H2H0例2：圖所示為某機(jī)床的變速箱結(jié)構(gòu)簡圖，其孔心線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為底面1，設(shè)計(jì)尺寸為350±0.30，頂面高為600±0.40。為了使鏜孔夾具能安置中間導(dǎo)向支承，加工孔時(shí)常把箱體倒置，用頂面2為定位基準(zhǔn)（圖(b)）。當(dāng)采用調(diào)整法加工孔時(shí)，孔心線設(shè)計(jì)尺寸由上工序尺寸600±0.40和本工序尺寸H保證，試確定本工序尺寸A及上下偏差。350±0.30212鏜模支承(a)(b)1A6000.40350±0.30A6000.40解：加工孔時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，因此工序尺寸需換算。（1）建立工序尺寸鏈，確定封閉環(huán)及組成環(huán)尺寸鏈如圖所示，其中350±0.30是由600±0.40和A間接保證間接的，故：350±0.30為封閉環(huán)，600±0.40為增環(huán)，A為減環(huán)。350±0.30A6000.40（2）計(jì)算基本尺寸

A的基本尺寸為：（3）確定A的公差及偏差由給定條件，350±0.30A6000.40也無法保證設(shè)計(jì)尺寸350在允許的公差范圍之內(nèi)，這時(shí)就必須重新調(diào)整該零件的制造公差。

由尺寸鏈計(jì)算公式：T(350)=T(600)+T(A)=0.6①組成環(huán)公差按平均公差法調(diào)整，即：

T(600)=T(A)=0.3

則頂面高尺寸為：600±0.15A的工序尺寸為：250±0.15

顯然，T(350)<T(600)+T(A)，無法滿足工藝尺寸鏈的基本計(jì)算式的關(guān)系，即使本工序的加工公差為零，即：T(A)=0350±0.30A6000.40②組成環(huán)公差按經(jīng)驗(yàn)法調(diào)整，即：T(A)=0.2，T(600)=0.4

則頂面高尺寸為：600±0.20A的工序尺寸為：250±0.10

③等精度法調(diào)整，即：尺寸600的制造精度等級(jí)大致與尺寸A的制造精度等級(jí)一樣。假設(shè)：則頂面高尺寸為：600±0.16A的工序尺寸為：250±0.14A2例3

某一套筒零件軸向設(shè)計(jì)尺寸如圖所示。設(shè)零件的內(nèi)、外圓及端面已加工合格，本道工序?yàn)殂@徑向小孔，試計(jì)算以1、2、3面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，鉆孔的工序尺寸分別是多少？解：（1）當(dāng)以2面作為定位基準(zhǔn)鉆孔時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故鉆孔工序尺寸A2等于其設(shè)計(jì)尺寸，即：12320±0.04A120±0.04（2）當(dāng)以1面作為定位基準(zhǔn)鉆孔時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故鉆孔工序尺寸A1為小孔中心線到1面間的距離。A1

（2）若以1面作為定位基準(zhǔn)，此時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，其工序尺寸A1為小孔中心線到1面間的距離。A120±0.04解尺寸鏈得：故封閉環(huán)：20±0.04增環(huán)：A1減環(huán)：（3）若以3面作為定位基準(zhǔn)，其工序尺寸A3為小孔中心線到3面間的距離。20±0.04增環(huán)：減環(huán)：A3、解尺寸鏈得：12320±0.04A3A3封閉環(huán)：20±0.04

在這三種定位方案中，以2面作為定位基準(zhǔn)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)重合，沒有定位誤差，其工序尺寸與設(shè)計(jì)尺寸一致。但以1、3面作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)不重合，產(chǎn)生定位誤差，因此，工序尺寸的公差要求就較嚴(yán)。2．多尺寸保證的工序尺寸計(jì)算

在零件加工中，有些工序的工序基準(zhǔn)是后續(xù)工序的加工表面。當(dāng)后續(xù)工序加工該表面時(shí)，不僅要保證該后續(xù)工序的尺寸及位置公差要求，而且還需保證其它表面的設(shè)計(jì)要求。例4

一帶有鍵槽的內(nèi)孔要淬火及磨削，其設(shè)計(jì)尺寸如圖所示，其鍵槽的加工順序是：Ⅱ．插鍵槽至尺寸A；AⅢ．熱處理：淬火Ⅳ．磨內(nèi)孔，同時(shí)保證內(nèi)孔直徑和鍵槽深度兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的要求。求工序尺寸A？AA解：（1）建立尺寸鏈。AA（2）封閉環(huán)、組成環(huán)AA封閉環(huán)：增環(huán)：A、

減環(huán)：∴或★豎式計(jì)算法介紹環(huán)基本尺寸ESEI

增環(huán)—減環(huán)

封閉環(huán)封閉環(huán)：增環(huán)：A、

減環(huán)：上例中，+環(huán)基本尺寸ESEIA+--19.843.60

-(+0.05)

0.025

0.340

0.315

0.05結(jié)果，或尺寸鏈由尺寸鏈計(jì)算公式：口訣：增環(huán)、封閉環(huán)照抄，減環(huán)上、下偏差對調(diào)、變號(hào)。

43.43．測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)尺寸換算例５如圖為一套筒零件，其軸向設(shè)計(jì)尺寸如圖所示，該零件已加工完畢，現(xiàn)需檢驗(yàn)孔底厚度尺寸是否合格。由于不便直接檢驗(yàn)，故只有通過測量L尺寸間接衡量孔底厚度尺寸是否合格。試求L的尺寸范圍。

L封閉環(huán)：增環(huán)：減環(huán)：L解：（1）建立尺寸鏈。（2）假廢品問題套長合格的尺寸范圍為99.9～100底厚合格的尺寸范圍為14.7～15合格品區(qū)85.085.20.20.184.985.30.1

當(dāng)測量L時(shí)，若其尺寸在85.2～85.3范圍內(nèi)時(shí)，由上述計(jì)算可知，該零件孔底厚度尺寸不能保證。但我們可注意到：當(dāng)L在85.2～85.3范圍內(nèi)時(shí)，孔底厚度尺寸有可能是合格的，例如，L=85.3，若此時(shí)套長尺寸剛好為100（套長合格的尺寸范圍為99.9～100），則孔底厚度尺寸為，顯然，孔底厚度尺寸是合格的。合格品區(qū)85.085.20.2假廢品區(qū)0.184.985.30.1假廢品區(qū)假廢品問題

同理，當(dāng)L在84.9～85范圍內(nèi)時(shí)，孔底厚度尺寸也有可能是合格的。例如，L=84.9，若此時(shí)套長尺寸剛好為：99.9，則：

所以，當(dāng)測量L，若其尺寸在85.2～85.3或者在84.9～85范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)再重新測量套長尺寸，看其實(shí)際尺寸為多少，方可確定該零件是否為真正廢品。由于L處在85.2～85.3和84.9～85范圍內(nèi)時(shí)，零件不一定是廢品，所以，把85.2～85.3和84.9～85這兩個(gè)區(qū)域稱為假廢品區(qū)。ADBC

一套筒零件，其軸向設(shè)計(jì)尺寸如圖所示。除缺口B外，其余表面均已加工。由于工藝原因，加工缺口B時(shí)，以A面作為定位基準(zhǔn)，問：加工缺口的工序尺寸及偏差為多少時(shí)，才能保證設(shè)計(jì)尺寸？15分鐘完成！（1）工序尺寸的確定（2）尺寸鏈的建立（3）封閉環(huán)的確定（4）尺寸鏈計(jì)算DCAB工序尺寸與加工余量計(jì)算的追蹤法

圖示零件，軸向有關(guān)表面的工藝安排如下：I.A面定位初車D面，保證尺寸L1(留余量3mm)；以D面定位初車B面，保證尺寸L2。II.D面定位初車A面，保證尺寸L3(留磨削余量

0.2mm)

；III.以A面定位鏜削C面，保證尺寸L4。IV.D面定位磨削A面，保證尺寸L5；

制定工藝過程時(shí)需確定L1、

L2、

L3、

L4、

L5尺寸及公差。DCAB解：（1）磨削工序尺寸L5（2）車端面B工序尺寸L2（3）與設(shè)計(jì)尺寸有關(guān)的尺寸鏈DCAB磨削工序尺寸L5所以，粗車端面A工序尺寸:L4的基本尺寸因此，鏜削C面序尺寸:四、工藝過程經(jīng)濟(jì)分析

在制訂零件工藝規(guī)程時(shí)，既應(yīng)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又要注意其經(jīng)濟(jì)性，采取措施提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低產(chǎn)品成本。

一）、時(shí)間定額

時(shí)間定額是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需時(shí)間。時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)劃、估算產(chǎn)品成本、確定設(shè)備數(shù)量和人員編制、規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要依據(jù)。時(shí)間定額由以下幾部分組成：（1）基本時(shí)間Tb——指直接用于改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相互位置以及表面狀態(tài)或性質(zhì)等的工藝過程所消耗的時(shí)間。對切削加工而言，基本時(shí)間就是切除余量所花費(fèi)的機(jī)動(dòng)時(shí)間（包括刀具的切入、切出時(shí)間）。（2）輔助時(shí)間Ta——指為實(shí)現(xiàn)工藝過程而必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。如裝/卸工件、開/停機(jī)床、改變切削用量、測量工件及進(jìn)/退刀等?；緯r(shí)間與輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。（3）布置工作地時(shí)間Ts——指為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤滑機(jī)床、清理切屑）所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%~7%估算。（4）休息和生理需要時(shí)間Tr——指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%估算。1.單件